徐 勝， 林國龍， 孟燕萍

(上海海事大學(xué) 物流研究中心， 上海 201306)

考慮新鮮折損水平的奶制品雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究

徐 勝， 林國龍， 孟燕萍*

(上海海事大學(xué) 物流研究中心， 上海 201306)

為研究奶制品新鮮折損水平影響的雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題，采用了Stackelberg博弈方法，分析了奶制品生產(chǎn)商和零售商分別在分散決策和集中決策兩種情況下，線上和線下兩種銷售渠道的最優(yōu)定價和最優(yōu)利潤，再利用收益共享契約來實現(xiàn)雙渠道供應(yīng)鏈的優(yōu)化協(xié)調(diào).算例分析結(jié)果表明：在新鮮折損水平較低情況下，集中模式和分散模式的供應(yīng)鏈總利潤相差很大，新鮮折損度較高的情況下兩種模式的利潤相差較小且趨近相等；同時驗證了收益共享契約對解決考慮新鮮折損水平的奶制品雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題的有效性，該契約在實際生活中具有可推廣性.

雙渠道； 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)； 新鮮折損水平； Stackelberg博弈； 收益共享契約

隨著生活質(zhì)量的提高，顧客也更加注重乳制品的“新鮮水平”.新鮮液態(tài)奶中富含蛋白質(zhì)，脂肪等物質(zhì)，極易受溫度、時間等影響，導(dǎo)致奶制品口感風(fēng)味和營養(yǎng)價值的降低.一般情況下液態(tài)奶制品要求在5～25℃下保存，在此溫度條件下奶制品都有一定的保質(zhì)期.如巴氏殺菌奶的保鮮期在低溫下保存5～7 d，最佳飲用時間是3 d；光明鮮奶的保質(zhì)期是7 d，最佳飲用時間是4 d等.而奶制品從產(chǎn)出到消費者手中需經(jīng)歷存儲、運輸?shù)冗^程，難免在一定程度上使奶制品的“新鮮水平”受折損，奶制品的市場需求量會隨著其新鮮折損度的增加而降低.隨著互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，零售商拓展線上銷售渠道已成為趨勢.各大零售商超市(如大潤發(fā)、農(nóng)工商、沃爾瑪?shù)?均開展了線下線上相結(jié)合的雙渠道銷售模式來促進銷量增加利潤.因此，本文將奶制品新鮮程度的折損水平(新鮮折損)作為影響市場需求的因素來研究奶制品雙渠道銷售模式下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)決策問題，具有十分重要的現(xiàn)實意義.

1研究背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及電子商務(wù)模式的逐漸成熟，近幾年來國內(nèi)外關(guān)于雙渠道供應(yīng)鏈研究的文獻不在少數(shù)，主要為雙渠道供應(yīng)鏈的優(yōu)化、策略研究、協(xié)調(diào)機制等.文獻[1-3]是關(guān)于雙渠道供應(yīng)鏈的渠道銷售模式選擇和運作策略的研究；文獻[4]考慮需求與隨機產(chǎn)出的情況下，探討了供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)策略.有關(guān)奶制品新鮮度的供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)研究較少，主要是關(guān)于優(yōu)化方面.樊雪梅和李筱靜[5]從配送和回收角度描述了奶制品供應(yīng)鏈存在的問題并提出解決措施.陳淮莉[6]研究了針對新鮮易腐食品確定生產(chǎn)排程使系統(tǒng)利潤最大.CAI等[7]考慮了新鮮服務(wù)水平來提高雙渠道供應(yīng)鏈的收益.LODREE等[8]研究了庫存對產(chǎn)品新鮮度的影響，提出了兩階段庫存模型.在奶制品的雙渠道供應(yīng)鏈問題研究中，游永海[9]站在乳制品生產(chǎn)商的角度，針對其線上與線下的沖突問題進行協(xié)調(diào)機制的研究.但是，沒有考慮奶制品的新鮮折損度這個因素對奶制品線上和線下的需求量的影響.本文站在奶制品零售商的角度，針對其通過線上網(wǎng)絡(luò)平臺和線下門店兩種銷售渠道，對考慮新鮮折損度的奶制品雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題進行研究，討論在新鮮折損的情況下，多個因素對生產(chǎn)商、零售商以及整個供應(yīng)鏈的影響.

理性條件下，生產(chǎn)商和零售商均以自身利益最大化為目標(biāo)而進行各自決策，其行為對于實現(xiàn)供應(yīng)鏈整體效益最優(yōu)存在矛盾，因此利用Stackelberg博弈對該問題進行分析，并通過簽訂收益共享契約來規(guī)范和約束雙方的行為，從而達到供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，使生產(chǎn)商和零售商雙贏.從目前已有文獻可知主要的協(xié)調(diào)契約有批發(fā)價格契約、收益共享契約、價格折扣式契約、兩部定價契約等，其中，收益共享契約的應(yīng)用效果較好，如CHEN等[10]結(jié)合收益共享契約和批發(fā)價格契約實現(xiàn)了供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào).LI和GAO[11]，柳鍵和馬士華等[12]提出了收益共享契約，認(rèn)為在信息對稱的情況下，收益共享契約優(yōu)于批發(fā)價格契約.徐廣業(yè)和但斌[13]研究的改進收益共享契約是將制造商開拓電子渠道后的部分收益分享給零售商，同時零售商將傳統(tǒng)分銷渠道的部分收益作為補償分享給制造商.

奶制品零售商開拓線上銷售渠道勢必會加劇與零售商的競爭，因此文章應(yīng)用收益共享協(xié)調(diào)契約，讓生產(chǎn)商以低于成本的批發(fā)價將產(chǎn)品賣給零售商.零售商將銷售所得收益根據(jù)一定比例還予生產(chǎn)商來降低損失，使得兩方利潤大于各自決策的利潤，達到供應(yīng)鏈最優(yōu)狀態(tài)，上述文獻大部分是在生產(chǎn)商開拓線上銷售渠道的情況下將收益共享契約應(yīng)用于該供應(yīng)鏈，而本文是在零售商開拓線上銷售渠道的情況下將該契約實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào).希望可以豐富協(xié)調(diào)理論的同時為奶制品在現(xiàn)實生活中的銷售提供實際的參考意見.

2問題描述與假設(shè)

假設(shè)本文研究的供應(yīng)鏈中生產(chǎn)商和零售商僅有一個，在考慮新鮮折損水平下對此進行協(xié)調(diào)研究.如圖1所示，生產(chǎn)商以批發(fā)價格w將奶制品批發(fā)給零售商，零售商在線下和線上分別以價格p1和p2出售，奶制品的線下和線上的需求量分別為Q1和Q2.在零售商銷售奶制品的過程中，庫存時間長短和冷藏保鮮環(huán)境好壞會對奶制品造成一定的新鮮折損，用x表示新鮮折損水平，b表示市場需求量對新鮮折損水平的敏感系數(shù)，從而bx表示受新鮮折損水平影響而減少的奶制品需求量.文中相關(guān)符號及含義如表1所示.

圖1 奶制品雙渠道供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Flow chart of dual-channel supply chain in dairy products

符號含義說明符號含義說明Q1線下零售渠道的需求量Q2線上網(wǎng)絡(luò)渠道的需求量w單位產(chǎn)品的批發(fā)價格c單位產(chǎn)品成本p1線下零售渠道的零售價格p2線上網(wǎng)絡(luò)渠道的零售價格r零售商利潤m生產(chǎn)商利潤供應(yīng)鏈總利潤d市場潛在總需求量q線下對市場的占有率k兩個渠道間的交叉價格彈性指數(shù)x新鮮折損水平b市場需求對新鮮折損水平的敏感系數(shù)

注：p1>w>c>0，p2>w>c>0，d>0，0

本文中上標(biāo)“C”代表集中決策，上標(biāo)“D”代表分散決策，上標(biāo)“RS”代表在收益共享契約下的決策，上標(biāo)“*”代表最優(yōu)決策.同時，為簡化研究，本文做出以下幾方面的假設(shè)：

假設(shè)1生產(chǎn)商和零售商都是在風(fēng)險規(guī)避的情況下依據(jù)收益最大來決策，生產(chǎn)商為主導(dǎo)者，零售商為跟隨者，雙方的信息是對稱的.

假設(shè)2奶制品的需求量、傳統(tǒng)銷售價格(p1)、網(wǎng)絡(luò)銷售價格(p2)與新鮮折損水平(x)有一定的相關(guān)性，隨著新鮮折損水平的增加消費者對奶制品的需求在減少.

假設(shè)3零售商訂單量等于線上與線下銷售渠道的需求量總和，不考慮庫存成本對訂單量的影響.

假設(shè)4線上價格和線下價格是相互競爭的關(guān)系，故兩個渠道間存在交叉價格彈性指數(shù)k且k>0表示兩個渠道間的價格是競爭關(guān)系，反之，k<0表示兩個渠道間的價格是互補關(guān)系.

根據(jù)文獻[14-15]采用敏感需求的線性函數(shù)形式可得線下和線上銷售渠道的需求量分別為：

Q1=qd-p1+kp2-bx，

(1)

Q2=(1-q)d-p2+kp1-bx.

(2)

因此，得出生產(chǎn)商的利潤∏m、零售商的利潤∏r以及供應(yīng)鏈的總利潤∏的公式分別為：

∏m=(w-c)(Q1+Q2)，

(3)

∏r=(p1-w)Q1+(p2-w)Q2，

(4)

∏=∏r+∏m.

(5)

3集中決策

集中決策是指在雙渠道供應(yīng)鏈中將奶制品的生產(chǎn)商和零售商作為一個整體來考慮，該供應(yīng)鏈的組織者在做出決策時以整體供應(yīng)鏈達到最優(yōu)為原則，確定零售商的線下和線上銷售價格.集中式?jīng)Q策模型中雙渠道供應(yīng)鏈的利潤為∏C：

(6)

(7)

(8)

把式(7)、式(8)帶入式(1)、式(2)得：

(9)

(10)

將式(7)、式(8)、式(9)、式(10)帶入式(6)得整個雙渠道供應(yīng)鏈的最優(yōu)總利潤為：

(11)

4分散式?jīng)Q策模型

在分散式?jīng)Q策模型中，生產(chǎn)商和零售商均以各自利潤最大化為目的來決策.奶制品生產(chǎn)商和零售商進行Stackelberg博弈，以奶制品的生產(chǎn)商為主導(dǎo)者而零售商作為跟隨者.生產(chǎn)商制定批發(fā)價w；零售商在批發(fā)價w的基礎(chǔ)上制定線下和線上的銷售價格p1和p2.在Stackelberg博弈中，本文采用逆向歸納法來求解該問題，零售商的利潤公式為：

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

將式(15)、式(16)、式(17)、式(18)、式(19)分別代入式(3)、式(4)和式(5)中，可得在分散式?jīng)Q策模型中生產(chǎn)商、零售商、供應(yīng)鏈的最優(yōu)總利潤函數(shù)分別為：

(20)

(21)

(22)

推論1分散決策下的供應(yīng)鏈利潤總是低于集中決策下的供應(yīng)鏈利潤，即∏D*<∏C*，在分散決策下雙渠道系統(tǒng)沒有達到帕累托最優(yōu)，存在著雙重邊際效應(yīng).為使得分散式?jīng)Q策下的供應(yīng)鏈利潤達到集中式?jīng)Q策的總利潤效果，有必要對生產(chǎn)商和零售商之間進行協(xié)調(diào)研究.

證明將集中決策下的供應(yīng)鏈最優(yōu)總利潤與分散決策下的供應(yīng)鏈最優(yōu)總利潤作差，式(11)減去式(22)得：

Δ∏=∏C*-∏D*=

由于k∈(0，1)，故32(1-k)>0，Δ∏>0.

推論2 在分散式最優(yōu)決策下，當(dāng)，滿足0.5

5雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)

集中決策模式是一種理想狀態(tài)，而現(xiàn)實生活中，想要提高供應(yīng)鏈的總體利潤，需要從分散模式的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的協(xié)調(diào)機制，以激勵雙方做出一定的讓步，使得供應(yīng)鏈的總利潤向集中決策模式靠近.協(xié)調(diào)被認(rèn)為是一個可以導(dǎo)致共同的行為、運轉(zhuǎn)或環(huán)境的過程.收益共享契約可以被描述為：奶制品生產(chǎn)商以減少單位批發(fā)價格w來促使零售商接受協(xié)調(diào)，奶制品零售商將線下銷售和線上銷售所得的部分總利潤共享給生產(chǎn)商.假定支付系數(shù)為1-r(r可理解為共享因子，0

(23)

(24)

(25)

(26)

根據(jù)已有研究可知雙渠道供應(yīng)鏈要實現(xiàn)協(xié)調(diào)狀態(tài)必須要做到以下兩點：一是協(xié)調(diào)后零售商的銷售價格與集中決策下的銷售價格是一樣的；二是協(xié)調(diào)后生產(chǎn)商與零售商的利潤必須大于分散決策下生產(chǎn)商與零售商的利潤.

推論3采用收益共享契約模型，當(dāng)w=rc的時候可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào).

證明為了使雙渠道供應(yīng)鏈達到協(xié)調(diào)則有：

(27)

解得w=rc.

將w=rc代入式(25)、式(26)得收益共享契約協(xié)調(diào)下的最優(yōu)線下銷售價格和線上銷售價格分別為：

(28)

(29)

將式(28)、式(29)代入式(3)、式(4)得收益共享契約協(xié)調(diào)下的生產(chǎn)商和零售商的最優(yōu)利潤為：

(30)

(31)

6算例分析

6.1線下市場占有率對線下線上銷售價的影響

為了更加直觀地反映各個參數(shù)對雙渠道供應(yīng)鏈的影響，可以將某個參數(shù)當(dāng)作自變量，而把其他參數(shù)看作常量來觀察該參數(shù)對供應(yīng)鏈的影響，并通過繪圖描述他們之間的變化關(guān)系.首先，考慮線下市場占有率q對集中和分散兩種決策模式下的銷售價格的影響，將其他所給參數(shù)分別代入銷售價格公式可得線下市場占有率q與各銷售價格的函數(shù)關(guān)系式分別為：

運用MATLAB繪圖，可得其變化關(guān)系如圖2所示.

命題1從圖2中可以直觀地看出在兩種決策模式下，線下銷售價格與線下市場占有率成正比，線上銷售價格與線下市場占有率成反比，當(dāng)q=0.5時兩種決策模式下的線下銷售價格與線上銷售價格分別相等，且分散模式下的售價都比集中模式下的售價高很多，這也說明了分散模式下雙渠道供應(yīng)鏈存在的問題，驗證了推論2所得出的結(jié)論.

6.2新鮮折損水平對集中決策和分散決策利潤的影響

命題2由圖3可以看出隨著新鮮折損水平的增加，不管是分散模式還是集中模式的總利潤都是在迅速下降.當(dāng)線下市場占有率不變，新鮮折損水平不斷增加的情況下，兩種決策下的雙渠道供應(yīng)鏈的總利潤在顯著地下降，并且有不斷接近相等的趨勢.同時也發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象：在新鮮折損水平較低情況下，分散模式和集中模式的供應(yīng)鏈總利潤相差很大，新鮮折損度較高的情況下兩種模式的利潤相差較小.

6.3雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)

可得

其函數(shù)圖像如圖4所示.

圖2 線下市場占有率對銷售價格的影響Fig.2 Influence of the offline market share on sales price

圖3 線下市場占有率、新鮮折損水平對利潤的影響Fig.3 The influence of offline market share and the level of fresh discount on profit

圖4 生產(chǎn)商與零售商的收益隨著共享因子的變化圖Fig.4 The change chart of the earnings of producer and retailer along with the shared factor

7結(jié)論

通過分析發(fā)現(xiàn)，分散決策下的供應(yīng)鏈利潤總比集中決策下的供應(yīng)鏈利潤少；在兩種模式下，線下銷售價格與線下市場占有率成正比，線上銷售價格與線下市場占有率成反比；新鮮折損水平不斷增加的情況下，兩種決策下的雙渠道供應(yīng)鏈的總利潤在顯著地下降，并且有不斷接近相等的趨勢.在新鮮折損水平較低情況下，分散模式和集中模式的供應(yīng)鏈總利潤相差很大，新鮮折損度較高的情況下兩種模式的利潤相差較小；最后文章應(yīng)用收益共享契約調(diào)整收益共享因子r值，實現(xiàn)了供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào).奶制品零售商將部分收益轉(zhuǎn)讓給生產(chǎn)商來換取較低的批發(fā)價，同時，零售商又將奶制品以較低的價格共享給消費者而沒有讓生產(chǎn)商直接銷售，其主要原因是零售商占據(jù)主導(dǎo)地位，與前人研究的冷鏈雙渠道供應(yīng)鏈相比，前人大多數(shù)為生產(chǎn)商采取雙渠道銷售，如前文綜述中提及的文獻[9，13，16-17]，而本文是零售商采用雙渠道銷售.另外與一般的冷鏈雙渠道供應(yīng)鏈文獻不同的是文章考慮到了實際的新鮮折損條件更加貼近實際生活，由于奶制品的特殊性周期短易變質(zhì)，通過算例中亦可看出共享因子r比前人文獻[13，18]中略大一些，說明在奶制品供應(yīng)鏈的背景下，零售商需要給生產(chǎn)商讓利多一些.當(dāng)然奶制品銷售是一個很復(fù)雜的流程，其中保鮮努力水平[19]、庫存[20]、運轉(zhuǎn)策略[21]等因素均會影響奶制品的銷售，這些因素均可以為該模型進行改善.

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Coordination of dual-channel supply chain in dairy products under the fresh discount level

XU Sheng， LIN Guolong， MENG Yanping

(Logistics Research Center， Shanghai Maritime University， Shanghai 201306)

In order to study the coordination of dual-channel supply chain in dairy products under the fresh discount level， the Stackelberg game theory is adopted. Then the optimal online and offline prices are analyzed along with optimal profits of the dairy producer and retailer in the decentralized decision-making model and decision-making model. Finally， the revenue sharing contract is used to achieve the optimal coordination of dual-channel supply chain. The example shows that: When the fresh discount level is low， the supply chain profits have a large difference between the centralized mode and the decentralized mode， while on the contrary， the profits will have a small difference and it’s nearly equal. At the same time， the validity of the revenue sharing contract is studied to solve the coordination of dual-channel supply chain in dairy products and this contract can be promoted in real life．

dual-channel; supply chain coordination; fresh discount level; Stackelberg game; revenue sharing contract

2016-12-21.

國家社會科學(xué)基金項目(15BGL084)；上海市科委科研計劃項目(14DZ2280200)；上海市科委重大科技攻關(guān)項目(15Dz1100900).

F270

A

*通訊聯(lián)系人．E-mail:yanpingmeng@126.com.